JP2005159657A - 車両用アンテナ - Google Patents

Abstract

【目的】本発明は、車両の窓ガラス面や樹脂ボディ等の絶縁体に設けたもので、ＴＶ放送波ＶＨＦ帯以上の周波数の電波の受信や、自動車電話、携帯電話、パーソナル無線、業務用無線、ＰＨＳなどの電波の送受信に好適なアンテナに関する。
【構成】自動車等移動体の窓ガラス面またはボディの絶縁部材表面に配設した第１の給電点より延ばした多角形状または円弧状の閉ループ形状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントの内側で第１の給電点近傍に設けた第２の給電点より第１のエレメントに近接するように設けた第２のエレメントとからなり、前記第１のエレメントの線条長さは送受信電波の１波長以上、かつ第２のエレメントの線条長さより長くし、第２のエレメントの線条長さを送受信電波の３／４波長または５／４波長として、前記２つの給電点のそれぞれに同軸ケーブルの外部導線と内部導線を接続した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等の移動体の窓ガラス面やボディの絶縁性部材表面に配設した線条のアンテナであって、テレビジョン電波の受信や、自動車電話、携帯電話、パーソナル無線、業務用無線、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）などの超短波帯以上の電波の送受信に好適なアンテナに関するものである。

従来、自動車用電話、携帯電話の送受信用や、テレビジョン放送波受信用のアンテナとして、ポールアンテナが実用化され広く使用されてきたが、これらのポールアンテナは車体から突出した構造となっているので、安全上、および外観上好ましくないばかりでなく、洗車時に支障になり、さらに折損の恐れがあるなどの欠点があった。

そのため近年、突起物のないアンテナとして、自動車の窓ガラスにアンテナパターンを直接印刷して設けたガラスアンテナや、アンテナパターンを印刷したシールまたはシートを窓ガラスに貼付するようにしたアンテナが要望され、実用化されてきている。

自動車電話用、携帯電話用のアンテナとして実用化しているガラスアンテナやシールアンテナは、送受信利得もポールアンテナに比較して同等性能を有するものが実用化されるようになっている。

例えば、特開平６−１５２２１６号公報には、ガラス面における上下方向の長さが約１／４波長の放射用パターンと、ガラス面における左右方向の長さが約１／４波長の接地用パターンとからなり、接地用パターンをガラス面の左右端の少なくとも一方に設け、接地用パターンを左端に設けるときには放射用パターンを接地用パターンの左側辺部に寄せて配設し、接地用パターンを右端に設けるときには放射用パターンを接地用パターンの右側辺部に寄せて配設し、前記接地用パターンを中抜き形状としたことを特徴とする自動車電話用ガラスアンテナが開示されている（特許文献１）。

また、特開平６−３１４９２１号公報には、車両用窓ガラスに配設された車両用のガラスアンテナにおいて、垂直線条の先端に水平線条を接続した第１のエレメントと、垂直線条の先端に接続される水平線条と、別の水平線条を前記第１のエレメントの水平線条を挟むように上下に近接して配設し、この２本の水平線条により第１のエレメントの端部を包むように接続した第２のエレメントを少なくとも具備するようにしたことを特徴とする車両用ガラスアンテナが開示されている（特許文献２）。

さらに、特開平８−１４８９２１号公報には、自動車用の窓ガラスに導体パターンを用いて形成した自動車電話用ガラスアンテナ装置において、円形の放射用パターンと、この放射用パターンの外側に中心を同じくするドーナツ形状の接地用パターンとで形成したことを特徴とする自動車電話用ガラスアンテナ装置が開示されている（特許文献３）。

一方、テレビジョン放送波受信用の車両用ガラスアンテナとして実用化しているガラスアンテナは、受信性能、利得もポールアンテナに比較して同等のものが実用化され、開示されている。

例えば、特開平７−２６３９３４号公報には、車両用の後部窓ガラスの防曇用加熱線条の上部余白部に配設された車両用のガラスアンテナにおいて、水平線条と垂直線条から構成される第1のアンテナと共に、窓ガラスの左半分あるいは右半分の領域であって、該第１のアンテナの余白部に、水平線条を主たる構成とする主エレメントの一部から垂直に伸び、該垂直に延びる線条に横長の長方形状エレメントを接続し、該長方形状エレメントの短辺の一部から引き出し側方部において給電する第２のアンテナを具備するようにした車両用ガラスアンテナを開示した（特許文献４）。

また、特開２００１−１１９２２３号公報には、車両用の側部窓に設けたガラスアンテナに関し、特にＴＶ全帯域の電波を好適に受信するガラスアンテナが開示されている（特許文献５）。

さらに、特開２００１−３３２９２３号公報には、導電性の枠体によって支持されているガラスに矩形状の平板フィルムアンテナ素子を設け、ＴＶ全帯域の電波を好適に受信するフィルムアンテナが開示されている（特許文献６）。
特開平６−１５２２１６号公報 特開平６−３１４９２１号公報 特開平８−１４８９２１号公報 特開平７−２６３９３４号公報 特開２００１−１１９２２３号公報 特開２００１−３３２９２３号公報

しかしながら、前記特許文献１〜特許文献３に示されるような自動車電話用または携帯電話用ガラスアンテナや、特許文献４〜特許文献６などに示されるようなＴＶ放送波用ガラスアンテナは、いずれもアンテナの設置場所やアンテナ周辺の構造物によりアンテナ性能への影響を受けやすいため、車両毎にアンテナエレメントの調整やアンテナ設置位置を調整しなければならず、また、調整を行った後でも人体等の影響によりアンテナ性能が大きく変化していた。

また、特許文献１〜特許文献３に示される自動車電話用または携帯電話用ガラスアンテナは、ポールアンテナと比較して利得が低く、アンテナ利得のさらなる向上が望まれており、さらに、特許文献４〜特許文献６に示されるＴＶ放送波用ガラスアンテナは、アンテナ給電点付近にアースを設ける必要があるだけでなく、さらに受信周波数に対してアンテナ設置条件が限られているものであり、特に、特許文献４は自動車等のリアウインドウに、特許文献５はサイドウインドウに、特許文献６は建物等の構造物の大型の窓やドアなどに限定して配設せざるを得ないものであった。

特に、特許文献４〜特許文献５に示されるＴＶ放送波用ガラスアンテナについては、アンテナのインピーダンスをＴＶ放送波受信全帯域にわたって受信機の入力インピーダンスに合わせることは困難であった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、アンテナの設置場所や人体等によるアンテナ性能への影響を受けにくくし、実質的なアンテナエリアを小さくするとともに、従来以上にアンテナ性能を向上させることのできる自動車電話、携帯電話用のアンテナやＴＶ放送波受信用のアンテナとして好適であり、さらにパーソナル無線用、業務用無線、ＰＨＳなどの電波を送受信することも可能で、しかもアンテナを配設する窓ガラス面上の位置にとらわれにくい車両用アンテナを提供することを目的とするものである。

すなわち、本発明は、自動車等移動体の窓ガラス面またはボディの絶縁部材表面に配設した第１の給電点より延ばした多角形状または円弧状の閉ループ形状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントの内側で第１の給電点近傍に設けた第２の給電点より第１のエレメントに近接するように設けた第２のエレメントとからなり、前記第１のエレメントの線条長さは送受信電波の１波長以上、かつ第２のエレメントの線条長さより長くし、第２のエレメントの線条長さを送受信電波の３／４波長または５／４波長として、前記第１の給電点と第２の給電点のそれぞれに同軸ケーブルの外部導線と内部導線を接続したことを特徴とする車両用アンテナである。

あるいは、本発明は、前記第２のエレメントの長さが送受信電波の３／４波長のときに、第２の給電点から送受信電波の１／２波長の線条長さ部分における前記第２のエレメントと第１のエレメントとの間隔を０．５〜１０ｍｍとしたことを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第２のエレメントの長さが送受信電波の５／４波長のときに、第２の給電点から送受信電波の１波長の線条長さ部分における前記第２のエレメントと第１のエレメントとの間隔を０．５〜１０ｍｍとしたことを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第１のエレメントの長さを前記第２のエレメントの長さより送受信電波の１／４波長以上長くしたことを特徴とする上述のいずれかに記載の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第１のエレメントの長さは、送受信電波の波長をλとした時に（１＋ｎ／２）λ（ｎは０〜４の整数）としたことを特徴とする上述のいずれかに記載の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、自動車等移動体の窓ガラスまたはボディの絶縁部材からなる表面に前記アンテナエレメントのパターンを導電性のセラミックペースト等で直接印刷、あるいはパターンを印刷したシールまたはシートを貼設したことを特徴とする上述のいずれかに記載の車両用アンテナである。

本発明によれば、アンテナの設置場所や人体等によるアンテナ性能への影響を受けにくくすることができ、実質的なアンテナエリアを小さくすることができる。

また、従来以上にアンテナ性能を向上させることのできる自動車電話、携帯電話用のアンテナやＴＶ放送波受信用のアンテナとして好適であり、さらにパーソナル無線用、業務用無線、ＰＨＳなどの電波を送受信することも可能である。

さらに、アンテナを配設する窓ガラス面上の位置にとらわれにくい車両用アンテナを提供できる。

さらにまた、本発明は、シンプルな構成であるので、コンパクトにして高性能なアンテナとすることができる。

また、車両の窓ガラスの車内面に直接印刷するガラスアンテナとしてだけでなく、薄いシールやシートに印刷したものを窓ガラス面や、ボディの絶縁性の部材の表面に貼着させる、シールアンテナとすることもできるので、取付けが容易である。

図１に本発明のアンテナを自動車用側部窓ガラスに設けた正面図を示す。

本発明のアンテナ２は、自動車等移動体の窓ガラス１の表面またはボディの絶縁部材の表面に設けた２つのエレメントからなる。該２つのエレメントは、第１の給電点１０より延ばした閉ループ形状の第１のエレメント３と、該第１のエレメント３内に配設した第２の給電点１１より第１のエレメント３に沿って延ばした第２のエレメント４であり、前記第１の給電点１０と第２の給電点１１のそれぞれに同軸ケーブル１２の外部導線１２ｂと内部導線１２ａを接続した。

前記第１のエレメント３は、線条長さを送受信電波の１波長以上、かつ第２のエレメントの線条長さより長くした多角形状または円弧状の閉ループ形状である。

また、第２のエレメント４は、前記第１のエレメント３の内側で第１の給電点近傍に設けた第２の給電点１１より第１のエレメントの内側に近接するように、線条長さを送受信電波の３／４波長または５／４波長となるように設けた。

これによって、第１のエレメント３で囲まれた領域の面積は、第２のエレメント４で囲まれた領域の面積よりも大であり、第１のエレメント３で囲まれた領域によって、第２のエレメント４で囲まれた全領域を覆われた状態となっている。

尚、前記第２のエレメント４の線条の長さが送受信電波の３／４波長のときには、第２の給電点１１から送受信電波の１／２波長の線条長さ位置における第２のエレメントと第１のエレメントとの間隔を０．５〜１０ｍｍとするのが好ましい。

一方、前記第２のエレメント４の線条の長さが送受信電波の５／４波長のときには、第２の給電点１１から送受信電波の１波長の線条長さ位置における第２のエレメントと第１のエレメントとの間隔を０．５〜１０ｍｍとするのが好ましい。

また、前記第１のエレメント３の長さは、前記第２のエレメント４の長さより送受信電波の１／４波長以上長くするのが好ましい。

さらに、前記第１のエレメント３の長さの上限は、送受信電波の波長をλとした時に（１＋ｎ／２）λ（ｎは０〜４の整数）とした。

前記自動車等の窓ガラスとしては、自動車の前部窓ガラス、後部窓ガラス、側部窓ガラス、サンルーフ等の窓ガラスのいずれに設けても良く、また、該窓ガラスはガラス板のみならず、透明樹脂板、あるいはガラス板と透明樹脂板との複合体からなる場合も含まれる。

また、移動体のボディは通常金属製としたものが多いが、ルーフ、後部ドア、その他の一部の部材が樹脂等の絶縁部材からなる場合や、バンパーやスポイラー等の樹脂からなる絶縁部材については、このような絶縁部材に本発明のガラスアンテナ２を設けることができる。

また、前記アンテナは、自動車等移動体の窓ガラス１またはボディの絶縁材料からなる部材の表面に前記アンテナパターンを導電性ペーストによって直接印刷するか、あるいはアンテナパターンを印刷したシールまたはシートをこれらの絶縁材料からなる部位に貼設するようにしても良い。

尚、第１のエレメント、第２のエレメントの各導電線条の線幅は０．１〜１０ｍｍとするが、好ましくは０．５〜５ｍｍ程度の線幅とする。

また、当該アンテナ２を１箇所のみに設けたものであっても良いが、複数箇所に設けることによって、ダイバーシティ受信を可能とすることができる。この場合、同じパターン、または異なるパターンであっても良い。

また、本発明のアンテナ２を車両の窓ガラス１に設ける場合には、第１のエレメント３から金属ボディのフランジ２０の端部までの間隔を５ｍｍ以上離して配設することが望ましい。

以下、本発明の作用について説明する。

前記第２のエレメント４を、前記送受信電波の３／４波長または５／４波長の長さの線条とし、第１のエレメント３を送受信電波の１波長以上、かつ第２のエレメントの線条長さより長くした閉ループ状とするのが望ましいとしたのは、第１のエレメント３を送受信電波の１波長以上、かつ第２のエレメントの線条長さより長くしたことにより擬似的に接地アンテナとみなしてアンテナの大きさを小さくするためであり、このとき第２のエレメント４を送受信電波の３／４波長または５／４波長の長さの線条とすることにより接地アンテナと同様に効率よく電波を送受信できるようになるためである。

図７は、本発明の実施例１のＴＶ放送波ＵＨＦ帯域におけるガラスアンテナの第１のエレメントの総長さ変化に対する受信特性図を示す。

図７に示したように、図２のＴＶ放送波ＵＨＦ帯のパターンにおいて、第１のエレメント３の線条長さ変化による受信利得の状況をみれば、第1のエレメント３の長さが送受信電波の1波長以上において良好な受信利得が得られていることが明らかである。

また、 図８は、本発明の実施例１のＴＶ放送波ＵＨＦ帯域におけるガラスアンテナの第２のエレメントの総長さ変化に対する受信特性図を示す。

図８に示したように、図２のＴＶ放送波ＵＨＦ帯のパターンにおいて、第２のエレメント４の線条長さ変化による受信利得の状況をみれば、第２のエレメント４の長さが送受信電波の３／４波長または５／４波長の長さにおいて特に高い受信利得が得られていることが明らかである。

また、第１のエレメント３を閉ループ形状とすることにより、外部の影響を受けやすいアンテナの先端部分の電界を安定化させることができ、車両部品や人体等による受信利得への影響を小さくすることができる。

前記第２のエレメント４の線条の長さが送受信電波の３／４波長のときには、第２の給電点１１から送受信電波の１／２波長の線条長さ位置における第２のエレメントと第１のエレメントとの間隔を０．５〜１０ｍｍとするのが好ましいとしたのは、以下の理由による。

すなわち、アンテナエレメント４は主として給電点１１とは反対側の先端部分で電波を受信しており、その給電線となるアンテナエレメント４の給電点１１から送受信電波の１／２波長の長さの線条とそれに沿う第１のエレメント３を適切に近接させて、広帯域にわたってアンテナインピーダンスを調整するためであり、間隔を０．５〜１０ｍｍの範囲とすることによって受信機のインピーダンス（通常５０Ωや７５Ω）にあわせることが容易になるためである。

一方、前記第２のエレメント４の線条の長さが送受信電波の５／４波長のときに、第２の給電点１１から送受信電波の１波長の線条長さ位置における第２のエレメントと第１のエレメントとの間隔を０．５〜１０ｍｍとするのが好ましいとしたのは、以下の理由による。

すなわち、第２のエレメント４は主として給電点１１とは反対側の先端部分で電波を受信しており、その給電線となる第２のエレメント４の給電点１１から送受信電波の１波長の長さの線条とそれに沿う第１のエレメント３を適切に近接させて、広帯域にわたってアンテナインピーダンスを調整するためであり、該間隔を０．５〜１０ｍｍの範囲とすることによって受信機のインピーダンス（通常５０Ωや７５Ω）にあわせることが容易になるためである。

また、前記第１のエレメント３の長さは、前記第２のエレメント４の長さより送受信電波の１／４波長以上長くするのが好ましいとしたのは、第１のエレメント３の長さは、前記第２のエレメント４と（１／４＋ｍ／２）λ（ｍは整数）だけずれる時がもっとも効率よく受信でき、エレメント４はエレメント３の内側にあるため、その長さが必然的に短くなるためでる。

さらに、前記第１のエレメント３の長さの上限を、送受信電波の波長をλとした時に（１＋ｎ／２）λ（ｎは０〜４の整数）としたのは、第１のエレメント３を最大にしたときと擬似的に同等と見なせるためであり、実際にエレメント長を３波長より長くしたときの受信効率の低下を防ぐためである。

また、送受信する周波数に対して第１のエレメント３と第２のエレメント４の各線条の長さを同一周波数に対して選定すると、選定した周波数に対して非常に高い利得が得られる。

一方、第１のエレメント３と第２のエレメント４の各線条の長さを該周波数帯の範囲内において別々の周波数となるように選定することにより、選定した周波数間とその前後の広帯域な周波数にわたって、高利得なアンテナとすることができる。

前記第１のエレメント３と金属ボディのフランジ２０の開口端部までの間隔について、第１のエレメント３が金属フランジ２０に接近していることによって金属フランジ２０の影響を受け、電波の送受信の妨げになり、インピーダンスも変化し、アンテナ利得が低下してしまうため、第１のエレメント３と金属ボディのフランジ２０の端部までの間隔を５ｍｍ以上離して配設することが望ましい。

以下本発明の種々の実施例について、説明する。

図１は、図２に示すような本発明のアンテナ２を、自動車の側部窓ガラス１に設け、車外側からみた一例である。
［実施例１］
図２に示すように、外側のエレメントである閉ループ形状で横長に形成した長方形状の第１のエレメント３の第１の給電点１０を、第１のエレメント３の上辺の左寄りコーナー近くの位置に設けた。

内側のエレメントである第２のエレメント４は、前記第１の給電点１０の近傍位置で第1のエレメント３の内側に設けた第２の給電点１１より第１のエレメント３の内側に沿って時計回りに渦巻状に配設した形状としたものからなる。

第１のエレメント３と第２のエレメント４とからなる本発明のアンテナ２は、特に周波数４７０〜７７０ＭＨｚ帯のＴＶ放送波ＵＨＦ帯に用いると有効なアンテナである。

前記第１のエレメント３の線条の総長さは、送受信電波の３／２波長、すなわち、ＴＶ放送波ＵＨＦ帯の受信周波数４７０〜７７０ＭＨｚ帯におけるガラス板の波長短縮率を約０．６とすると、６００ＭＨｚの周波数では全周長さが約４５０ｍｍとなり、縦辺ａ、ｃの長さを６５ｍｍ、横辺ｂ、ｄの長さを１６０ｍｍとした。

一方、前記第２のエレメント４の線条の総長さは、送受信電波の５／４波長、すなわち、ＴＶ放送波ＵＨＦ帯の受信周波数４７０〜７７０ＭＨｚ帯におけるガラス板の波長短縮率を約０．６とすると、３９０ｍｍの長さとした。

第２のエレメント４の線条の総長さについては、送受信周波数の波長の５／４倍に相当する長さとしたが、広帯域にわたって利得を高めるため第１のエレメント３の周波数帯域とは異なる５８０ＭＨｚの周波数の約５／４波長分の長さに合わせるようにすると良い結果が得られた。

また、第１のエレメント３の上辺ｄと第２のエレメント４の上辺間の間隔、および第１のエレメント３の下辺ｂと第２のエレメント４の下辺間の間隔は５ｍｍであり、第１のエレメント３の左側辺ａと第２のエレメント４の左側辺間の間隔、および第１のエレメント３の右側辺ｃと第２のエレメント４の右側辺間の間隔は１０ｍｍとした。

尚、第１のエレメント、及び第２のエレメント等の各導電線条の線幅は１ｍｍの線幅とした。

さらに、本アンテナ２と車両の窓ガラスのフランジ間の距離は、最も近い部分で１５ｍｍである。

このような第1のエレメント３と第２のエレメント４からなるアンテナ２のパターンを、図１に示すような自動車の側部窓ガラス１のガラス面の車内面側に配設した。

本発明のアンテナパターンを、窓ガラス１の車内面に導電ペーストによりスクリーン印刷し、焼成してアンテナ付き窓ガラスを形成し、このような窓ガラス１を車輌等の側部窓に装着後、前記第１の給電点１０に同軸ケーブル１２の外部導線１２ｂを、第２の給電点１１に内部導線１２ａをそれぞれ接続した。

第１のエレメント３、および第２のエレメント４を上記のように配置した前記アンテナ２を、周波数４７０〜７７０ＭＨｚ帯のＴＶ放送波ＵＨＦ帯における送受信利得が高くなるようにチューニングした結果、ダイポールアンテナ比で示すと、図６に示す周波数特性図から明らかなようにＵＨＦ帯の平均で−９．７ｄＢと、従来の実用に供されているガラスアンテナの平均である−２０．０ｄＢの受信利得を大幅に上回る良好な結果が得られた。

また、このようにして得られた図２に示すアンテナは、車両に人が乗車した状態であってもアンテナインピーダンスの変化がほととんどなく、単純な構成であるため視界を損なうことのないアンテナを提供でき、利得も高く十分実用に供し得るものであった。
［実施例２］
図３に示したように、本実施例は、実施例１の変形例であり、外側のエレメントである閉ループ形状で縦長に形成した長方形状の第１のエレメント３の第１の給電点１０を、第１のエレメント３の上辺の右寄りコーナー近くの位置に設けた。

内側のエレメントである第２のエレメント４は、前記第１の給電点１０の近傍位置で第1のエレメント３の内側に設けた第２の給電点１１より第１のエレメント３の内側に沿って時計回りに配設した略Ｌ字状、または略コ字状形状からなり、特に周波数帯域８００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの移動体通信用のアンテナに用いると有効なアンテナである。

第１のエレメント３の下辺ｂに近接する第２のエレメント４の水平線条は、下辺の右側コーナーより第１のエレメント３の下辺に沿って延ばした水平線条を下辺の途中位置までとし、その先端部より上方に向けて垂直線条を延ばした略コ字形状を主とするエレメントであるが、前記水平線条の先端より分岐して第１のエレメント３の下辺左側コーナー部近傍に向けて水平方向に補助線条５を設けるようにしてもよい。

前記第２のエレメント４の主とする線条の合計長さを送受信電波の３／４波長に相当するようにした。

また、前記補助線条５は、第２のエレメント４のインピーダンス調整をすることができる。

前記第１のエレメント３の線条の総長さは、送受信電波の３／２波長、すなわち、８００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ帯の移動体通信用の周波数におけるガラス板の波長短縮率を約０．６とすると、８５０ＭＨｚの周波数では全周長さが約３１０ｍｍとなり、縦辺ａ、ｃの長さを９５ｍｍ、横辺ｂ、ｄの長さを６５ｍｍとした。

また、前記第２のエレメント４の線条の総長さは、送受信電波の３／４波長、すなわち、周波数８００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ帯の周波数におけるガラス板の波長短縮率を約０．６として、１６９ｍｍの長さの線条とした。

また、第２のエレメント４の線条の総長さについては、送受信周波数の波長の３／４倍に相当する長さとしたが、広帯域にわたって利得を高めるため第１のエレメント３の周波数帯域とは異なる８００ＭＨｚの周波数の約３／４波長分の長さに合わせるようにすると良い結果が得られた。

また、第１の給電点１０と第２の給電点間の間隔は、３ｍｍ、第１のエレメント３の下辺ｂと第２のエレメント４の下辺間の間隔は３ｍｍ、第１のエレメント３の右側辺ｃと第２のエレメント４の右側辺間の間隔は３ｍｍとし、第１のエレメント３の左側辺ａと第２のエレメント４の左側辺間の間隔を２２ｍｍとした。

さらに、本アンテナ２と車両の窓ガラスのフランジ間の距離は、最も近い部分で１５である。

本発明のアンテナパターンを、窓ガラス１の車内面に導電ペーストによりスクリーン印刷し、焼成してアンテナ付き窓ガラスを形成し、あるいはシールまたはシートに印刷したものを窓ガラス１の室内側または樹脂ボディ等の絶縁部材の表面に貼着した。

このような窓ガラス１を車輌等の側部窓に装着後、前記第１の給電点１０に同軸ケーブル１２の外部導線１２ｂを、第２の給電点１１に内部導線１２ａをそれぞれ接続した。

また、第２のエレメント４は、前記第２の給電点１１より前記第１のエレメント３の内側に沿うように設け、該第２のエレメント４の総長さは、送受信周波数の波長の３／４倍に相当する長さとしたが、ここでは９００〜９６０ＭＨｚの周波数にわたって利得を高めるため９００ＭＨｚの周波数の３／４波長分の長さに合わせることもできる。

従って、９００ＭＨｚの周波数におけるガラス板による波長短縮率を約０．６とすると、エレメント４の右側辺の長さが８９ｍｍ、エレメント４の下辺の長さが４０ｍｍ、エレメント４の下辺の右側コーナーより第１のエレメント３の下辺に沿って延ばした水平線条の先端部より上方に向けた長さが２５ｍｍで、全体長さが１５０ｍｍのコ字状となる。

さらに、前記第１の給電点１０に同軸ケーブル１２の外部導線１２ｂを、第２の給電点１１に内部導線１２ａを接続した。

第１のエレメント３、および第２のエレメント４を上記のように配置した前記アンテナ２を、周波数８００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ帯の移動体通信用帯域において送受信利得が高くなるように調整した。

このようにして配設した図３のアンテナをダイポールアンテナ比で示すと、周波数８００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ帯の移動体通信用帯域における送受信利得が高くなるようにチューニングした結果、平均で−７．８ｄＢとなり、従来の実用に供されているガラスアンテナの平均である−１０．０ｄＢの受信利得を大幅に上回る良好な結果が得られ、十分実用に供し得るものであることがわかった。
［実施例３］
実施例３は、実施例１のパターンの変形例であるが、外側のエレメントである第１のエレメント３は、上下端、左右端に四隅部がある略菱形状で、左右対称形状であり、第１の給電点１０は最下端の位置に設ける。

内側のエレメントである第２のエレメント４は、第１の給電点１０に近接する上部側位置に設けた第２の給電点１１より、第１のエレメント３の内側に沿って時計廻りに設け略コ字状とした。

第１のエレメント３の長さは、送受信電波の２波長に相当する長さとし、第２のエレメント４の全周の長さを５／４波長に相当する長さとし、さらに、第１のエレメント３の形状を図４に示すような異形状の四角形として、周波数帯域が１９００〜２２００ＭＨｚの移動体通信用のアンテナとして、用いるものであり、本パターンをガラス面の車内面に印刷焼き付け、あるいはシール又はシートに印刷したものを窓ガラス１の室内側または樹脂ボディ等の絶縁部材の表面に貼着した。

１９００〜２２００ＭＨｚの周波数におけるガラス板による波長短縮率を約０．５とすると、第１のエレメント３の長さは送受信電波の２波長、すなわち１９５０ＭＨｚの周波数では全周長さが約１５４ｍｍとなり、上部側の左右の斜辺ａ、ｄが４６ｍｍ、下部側の左右の斜辺ｂ、ｃの長さが３１ｍｍで、全周長さが１５４ｍｍの異形の四角形状とし、第２のエレメント４の全周総長さは５／４波長分の長さ、ここでは２１００ＭＨｚの周波数に対して約８９ｍｍとした。

このような窓ガラス１を車輌等の側部窓に装着後、前記第１の給電点１０に同軸ケーブル１２の外部導線１２ｂを接続し、第２の給電点１１に内部導線１２ａを接続した。

第１のエレメント３、および第２のエレメント４を上記のように配置した前記アンテナ２を、周波数帯域が１９００〜２２００ＭＨｚの移動体通信用のアンテナの送受信利得が高くなるようにチューニングした結果、平均受信利得が−８．２ｄＢと良好な送受信性能が得られ、十分実用に供し得るものであることがわかった。
［実施例４］
図５に示したように、外側のエレメントである第１のエレメント３は、円形状の線条のエレメントであり、該円形状の線条のエレメントの最下端の位置に第１の給電点１０を設ける。

内側のエレメントである第２のエレメント４は、前記第１の給電点１０に近接する上部側位置に設けた第２の給電点１１より、第１のエレメント３の内側に沿って反時計廻りに設けた円形状の一部を切り欠いた円弧状とした。

第１のエレメント３の長さは、送受信電波の１波長に相当する長さとし、第２のエレメント４の全周の長さを３／４波長に相当する長さとし、さらに、第１のエレメント３の形状を図５に示すような円形状、第２のエレメント４の形状を円形状の一部を切り欠いた円弧状として、周波数帯域が１７０〜２３０ＭＨｚのＴＶ放送波ＶＨＦ−ＨＩＧＨ帯に用いるアンテナとして、用いるものであり、本パターンをガラス面の車内面に印刷焼き付け、あるいはシール又はシートに印刷したものを窓ガラス１の室内側または樹脂ボディ等の絶縁部材の表面に貼着した後、前記第１の給電点１０に同軸ケーブル１２の外部導線１２ｂを、第２の給電点１１に内部導線１２ａを接続した。

ＴＶ放送波ＶＨＦ−ＨＩＧＨ帯の受信周波数１７０〜２３０ＭＨｚ帯におけるガラス板による波長短縮率を約０．６とすると、第１のエレメント３の長さは受信電波の１波長、すなわち２００ＭＨｚの周波数では全周長さが約１０４０ｍｍの円形状とし、第２のエレメント４の全周総長さは３／４波長の長さ、ここでは２１０ＭＨｚの周波数に対して約７５０ｍｍの円弧状とした。

第１のエレメント３、および第２のエレメント４を上記のように配置した前記アンテナ２を、１７０〜２３０ＭＨｚ帯のＴＶ放送波における受信利得が高くなるようにチューニングした。

このようにして配設した図５のアンテナをダイポールアンテナ比で示すと、ＶＨＦ―ＨＩＧＨ帯の平均で−１０．１ｄＢとなり、従来の実用に供されているガラスアンテナの平均である−１８．０ｄＢの受信利得を大幅に上回る良好な結果が得られた。

以上、好適な実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が可能である。

また、第１のエレメント３、第２のエレメント４の線条の幅は２０ｍｍ以下、好ましくは０．１〜１０ｍｍの範囲で適宜選択することにより、広い範囲の周波数の電波に対して利得を向上させる作用をしており、広帯域のアンテナとすることができる。

また、パーソナル無線、業務用無線、ＰＨＳなどの極超短波帯以上周波数の電波の送受信についても好適に使用することができるものである。

また、本発明のアンテナは、アンテナパターンを後部窓ガラスの加熱線条の上部余白部、下部余白部、前部窓ガラス、側部窓ガラス、ルーフ窓ガラスの、窓ガラス面に直接印刷する、あるいは薄いシール、またはシートに印刷し、窓ガラス面の内面側に貼着する、または、車両のボディのボディの絶縁性の部材に貼着して使用する。

また、本発明のアンテナは単独でも使用可能であるが、これらのガラスアンテナや、シールまたはシートに印刷し車両のボディの絶縁性の部材に貼着したシールアンテナ、あるいはポールアンテナなどと組み合わせてダイバーシティ受信を行うと、さらに好ましい結果を得ることができる。

本発明のアンテナを自動車用側部窓ガラスに設けた正面図。 本発明の実施例１のアンテナ部分を示す要部詳細正面図。 本発明の実施例２のアンテナ部分を示す要部詳細正面図。 本発明の実施例３のアンテナ部分を示す要部詳細正面図。 本発明の実施例４のアンテナ部分を示す要部詳細正面図。 本発明の実施例１のＴＶ放送波ＵＨＦ帯域におけるアンテナ利得の周波数特性図。 本発明の実施例１のＴＶ放送波ＵＨＦ帯域におけるガラスアンテナの第１のエレメントの総長さ変化に対する受信特性図。 本発明の実施例１のＴＶ放送波ＵＨＦ帯域におけるガラスアンテナの第２のエレメントの総長さ変化に対する受信特性図。

符号の説明

１ 窓ガラス
２ 本発明のアンテナ
３ 第１のエレメント
４ 第２のエレメント
５ 補助線条
１０ 第１の給電点
１１ 第２の給電点
１２ 同軸ケーブル
１２ａ 内部導線
１２ｂ 外部導線
２０ 金属フランジ

Claims (6)

1. 自動車等移動体の窓ガラス面またはボディの絶縁部材表面に配設した第１の給電点より延ばした多角形状または円弧状の閉ループ形状の第１のエレメントと、前記第１のエレメントの内側で第１の給電点近傍に設けた第２の給電点より第１のエレメントに近接するように設けた第２のエレメントとからなり、前記第１のエレメントの線条長さは送受信電波の１波長以上、かつ第２のエレメントの線条長さより長くし、第２のエレメントの線条長さを送受信電波の３／４波長または５／４波長として、前記第１の給電点と第２の給電点のそれぞれに同軸ケーブルの外部導線と内部導線を接続したことを特徴とする車両用アンテナ。
2. 前記第２のエレメントの長さが送受信電波の３／４波長のときに、第２の給電点から送受信電波の１／２波長の線条長さ部分における前記第２のエレメントと第１のエレメントとの間隔を０．５〜１０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の車両用アンテナ。
3. 前記第２のエレメントの長さが送受信電波の５／４波長のときに、第２の給電点から送受信電波の１波長の線条長さ部分における前記第２のエレメントと第１のエレメントとの間隔を０．５〜１０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用アンテナ。
4. 前記第１のエレメントの長さを前記第２のエレメントの長さより送受信電波の１／４波長以上長くしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用アンテナ。
5. 前記第１のエレメントの長さは、送受信電波の波長をλとした時に（１＋ｎ／２）λ（ｎは０〜４の整数）としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用アンテナ。
6. 自動車等移動体の窓ガラスまたはボディの絶縁部材からなる表面に前記アンテナエレメントのパターンを導電性のセラミックペースト等で直接印刷、あるいはパターンを印刷したシールまたはシートを貼設したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用アンテナ。